納米操作機(jī)驅(qū)動裝置控制方法研究與實(shí)驗設(shè)計.pdf

1、納米技術(shù)正在被越來越多的技術(shù)人員和機(jī)構(gòu)所關(guān)注，越來越被重視并迅速發(fā)展。納米操作是納米技術(shù)的基礎(chǔ)技術(shù)，現(xiàn)在以分子、原子以及納米級物質(zhì)的加工、操作技術(shù)已經(jīng)非常炙手可熱。納米操作系統(tǒng)（這里指納米操作機(jī)和電鏡的集成系統(tǒng)）是一個通過末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)對納米級物體進(jìn)行操作的系統(tǒng)，可以應(yīng)用在例如醫(yī)學(xué)、生物、電子工程等不同的領(lǐng)域?；赟EM的納米操作系統(tǒng)具有實(shí)時成像、樣品不受基底影響、可多機(jī)械手協(xié)調(diào)工作、操作空間大、更高的自由度和靈活性、可進(jìn)行復(fù)雜三維操作等

2、優(yōu)點(diǎn)，在醫(yī)療、生物、納米材料、環(huán)境等方面有很大的潛力。本文是基于SEM的納米操作系統(tǒng)的課題里面的一部分，針對在SEM內(nèi)部進(jìn)行納米操作這一領(lǐng)域，研究的主要內(nèi)容有:
　　第一章中給出了納米技術(shù)、納米操作系統(tǒng)的背景，納米技術(shù)、納米操作系統(tǒng)、納米操作控制技術(shù)研究現(xiàn)狀，交代了課題的來源及其意義。
　　第二章中給出了納米操作機(jī)的介紹，納米操作機(jī)和SEM（掃描電子顯微鏡）的集成研究。分析了SEM的結(jié)構(gòu)以及工作原理，納米操作機(jī)的結(jié)構(gòu)以及組成

3、。給出了壓電致動器的粘滑驅(qū)動原理分析，粘滑驅(qū)動電路設(shè)計。
　　第三章中對壓電致動器建模，通過對疊堆型壓電陶瓷的電學(xué)模型和機(jī)械動力學(xué)模型進(jìn)行分析和結(jié)合得到最終的輸入電壓與輸出位移之間的關(guān)系公式。緊接著對數(shù)字PID進(jìn)行了必要的說明，為本章對模型的控制以及第四章基于數(shù)字PID的改進(jìn)算法做了鋪墊。最后在MATLAB下對建模得到的傳遞函數(shù)使用PID控制，對PID參數(shù)進(jìn)行整定后試驗并得到實(shí)驗結(jié)果以及結(jié)果分析。
　　第四章中首先對BP（反

4、向傳播）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了必要的分析推導(dǎo)，緊接著給出了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制算法的控制模型、函數(shù)信號以及誤差信號的計算方法、系統(tǒng)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練方法。隨后使用S函數(shù)以及Simulink模塊直觀的對比兩個控制算法在相同輸入信號下面的輸出，最后對二者進(jìn)行比較分析。得到了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制算法比數(shù)字PID控制算法控制效果更好的結(jié)論。最后給出了改進(jìn)算法的進(jìn)一步改進(jìn)方向，提出了可以嘗試的新途徑。
　　第五章中對操作系統(tǒng)的安裝以